KR20120028636A

KR20120028636A - 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 소자의 밀봉 방법

Info

Publication number: KR20120028636A
Application number: KR1020100090614A
Authority: KR
Inventors: 김길주
Original assignee: 삼성모바일디스플레이주식회사
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-23
Also published as: KR101724606B1; US8436275B2; US20120064793A1

Abstract

레이저 조사장치는, 복수개의 구동부가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 X축 위치조정 보드와, 구동부에 결합되어 구동부의 이동과 함께 슬라이딩되며 레이저빔이 조사되는 복수개의 출력 헤드부와, X축 위치조정 보드와 결합되어 X축 위치조정 보드를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 위치조정 보드를 포함하고, 출력 헤드부들은 X축 위치조정 보드에 Y축 방향으로 돌출된 길이가 교번(alternation)열마다 다르게 배치된다.

Description

레이저 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 소자의 밀봉 방법{LASER IRRADIATION APPARATUS AND METHOD FOR ENCAPSULATION ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE USING THE LASER IRRADIATION APPARATUS}

본 발명은 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 소자의 밀봉 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 발광 표시 소자의 밀봉 작업시간의 단축이 가능한 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 소자의 밀봉 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기 발광 표시 소자는 유기 반도체 소자 중 가장 광범위하게 응용되며, 상대적으로 간단한 구조를 가진다. 유기 발광 표시 소자는 유기막층을 발광층으로 사용하는 자기 발광형 소자로서, 액정 디스플레이와 달리 발광을 위한 별도의 백라이트(Back light)가 필요 없으므로, 유기 발광 표시 장치 자체의 두께가 얇고, 무게가 가벼운 장점이 있다. 따라서, 최근에는 유기 발광 표시 장치가 이동 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 게임 장치, 전자 서적 등 휴대용 정보 단말기의 표시 패널로써 활발히 개발되고 있다.

이와 같은 유기 발광 소자는 주변 환경으로부터 수분이나 산소가 소자 내부로 유입될 경우, 전극 물질의 산화, 박리 등으로 소자 수명이 단축되고, 발광 효율이 저하될 뿐만 아니라 발광색의 변질 등과 같은 문제점이 발생된다.

따라서, 유기 발광 표시 소자의 제조에 있어서, 소자를 외부로부터 격리하여 수분이 침투하지 못하도록 밀봉(sealing) 처리가 통상적으로 수행되고 있다. 이러한 유기 발광 표시 소자의 밀봉 처리를 위해 유기 기판에 프릿을 도포하여 밀봉하는 방법이 사용된다.

프릿을 이용하여 유기 발광 표시 소자를 밀봉하는 방법은 프릿을 각각의 유기 발광 표시 소자의 실링부에 도포한 뒤, 레이저 조사 장치의 출력 헤드부를 이용하여 유기 발광 표시 소자의 실링부에 레이저 빔을 조사하여 프릿을 경화시켜 밀봉이 이루어진다.

여기서 유기 발광 표시 소자의 셀 사이즈가 커질 경우, 이에 대응하여 레이저 조사 장치의 출력 헤드부들 간의 간격도 크게 유지가 되어야 한다.

그러나 레이저 조사 장치의 출력 헤드부들은 일렬로 배치되어 출력 헤드부들 간의 간격을 일정 거리 이상 크게 할 경우 출력 헤드부들 간에 간섭이 발생됨으로써, 출력 헤드부들 간의 거리 간격을 일정 거리 이상 크게 하기 어렵다. 따라서, 유기 발광 표시 소자의 셀 사이즈가 일정 크기 이상으로 커지게 되면, 레이저 조사 장치를 이용한 프릿의 경화 작용이 원활하게 이루어지기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저 조사 장치의 출력 헤드부들을 지그재그(zigzag) 형상으로 배치함으로써, 유기 발광 표시 소자의 셀 사이즈의 변경에 용이하게 대응할 수 있도록 하는 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 소자의 밀봉 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치는, 복수개의 구동부가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 X축 위치조정 보드와, 구동부에 결합되어 구동부의 이동과 함께 슬라이딩되며 레이저빔이 조사되는 복수개의 출력 헤드부와, X축 위치조정 보드와 결합되어 X축 위치조정 보드를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 위치조정 보드를 포함하고, 출력 헤드부들은 X축 위치조정 보드에 Y축 방향으로 돌출된 길이가 교번(alternation)열마다 다르게 배치된다.

출력 헤드부들은 X축 위치조정 보드에 Y축 방향으로 지그재그(zigzag) 형상으로 배치된다.

구동부와 출력 헤드부는 브라켓들로 각각 연결되고, 브라켓들은 복수개의 출력 헤드부에 대응하여 Y축 방향으로 돌출된 길이가 교번열 마다 다르게 돌출될 수 있다.

브라켓과 구동부는 홀더 어셈블리로 고정될 수 있다. 홀더 어셈블리는, 브라켓에 연결된 제1 홀더와, 제1 홀더에 결합되며 출력 헤드부를 고정하는 제2 홀더를 포함할 수 있다.

제1 홀더는 Z축 방향으로 연장된 플레이트 형상으로 장착되며, 일측면은 브

제2 홀더는 제1 홀더에 돌출되며 출력 헤드부의 삽입 고정을 위한 관통홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 소자의 밀봉 방법은, 유기 전계 발광 소자가 형성된 화소 영역과 상기 화소 영역 이외의 비화소 영역을 포함하는 제1 기판을 제공하는 단계와, (b) 제1 기판의 화소 영역을 포함한 일 영역 상에 합착되는 제2 기판을 제공하는 단계와, (c) 제1 기판의 비화소 영역에 대응하는 제2 기판의 주변부를 따라 다수개의 행과 열로 배열된 프릿을 형성하는 단계와, (d) 프릿의 외측부의 제2 기판에 실런트를 형성하는 단계와, (e) 제1 기판과 제2 기판을 합착하고 실런트를 경화하는 단계와, (f) 레이저 조사 장치의 복수개의 출력 헤드부들을 (c) 단계의 프릿에 대응하여 지그 재그 방향으로 배열하고, 프릿의 행 방향으로 레이저 빔을 조사하는 단계와, (g) 단계 (f)의 프릿의 행 방향으로 레이저 조사가 완료되면 프릿의 종 방향으로 방향 전환을 하여 프릿의 다음 행에 레이저 빔을 조사를 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 레이저 조사 장치의 복수개의 출력 헤드부들을 지그재그(zigzag) 형상으로 배치하여 출력 헤드부들의 간섭 없이 거리 간격의 조절이 가능함으로써, 유기 발광 표시 소자의 셀 사이즈의 크기에 대응하여 프릿의 경화 작동이 원활하게 진행된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 출력 헤드부가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 출력 헤드부가 브라켓의 길이 변경으로 돌출된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 밀봉방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 복수개의 행과 복수개의 열로 배열된 유기 발광 표시 소자에 레이저 빔의 조사를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 소자의 밀봉 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하에서 본 실시예는 유기 발광 표시 장치의 밀봉 공정에 적용하였지만, 이에 한정하지 않고 유리 재질의 복수의 판을 밀봉이 필요한 다른 디스플레이 장치에 적용도 가능하다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 기판(11)과 제2 기판(13) 상에 복수개의 유기 발광 표시 소자(17)가 위치한다. 그리고, 실링재(15)가 제1 기판(11) 또는 제2 기판(13)을 밀봉하여 유기 발광 표시 소자(17)에 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 밀봉한다. 이 실링재(15)는 하나 또는 그 이상의 전이 금속으로 도핑되어 특정한 파장에 대하여 흡수 특성을 강화하여 쉽게 연화 가능한 소재이다. 본 실시예에서 실링재(15)는 프릿(frit)으로 형성됨이 가능하다. 이하에서 실링재와 프릿은 동일 참조번호 15를 사용한다.

기판들(11, 13) 상에는 복수개의 출력 헤드부(30)가 위치하여 실링재(15)에 레이저 빔을 주사하여 제1 기판(11)과 제2 기판(13)의 밀봉이 이루어진다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사장치(100)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치(100)는, 복수개의 구동부(10)가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 X축 위치조정 보드(20)와, 구동부(10)에 결합되어 구동부(10)의 이동과 함께 슬라이딩되며, 레이저 빔이 조사되는 복수개의 출력 헤드부(30)와, X축 위치조정 보드(20)와 결합되어 X축 위치조정 보드(20)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 위치조정 보드(21)를 포함한다.

X축 위치 조정 보드(20)는 X축 방향으로 연장된 형태로 형성되어, 그 길이 방향을 따라 구동부(10)의 이동이 가능하다. 그리고 X축 위치 조정보드(20)에는 볼 스크류 방식으로 Z축 위치 조정 보드(21)가 결합된다. 이러한 Z축 위치 조정보드(21)는 X축 위치 조정보드(20)의 위치를 조정하고, 복수개의 출력 헤드부(30)가 동시에 포커싱되어 균일한 밀도의 레이저 빔을 수평하게 조사할 수 있도록 한다.

도 2는 도 1의 출력 헤드부가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 출력 헤드부(30)는 레이저 발진부(31)를 통해 레이저 빔(31a)의 조사를 위한 출력을 공급 받아 레이저 빔(31a)을 조사한다.

이하에서 출력 헤드부(30)를 통한 레이저 빔(31a)의 조사 작용을 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 레이저 발진부(31)에서 레이저 빔(31a)이 방사된다.

그리고, 방사된 레이저 빔(31a)은 유연성 채널(33)들에 입사된다. 유연성 채널(33)들은 광경로 부재를 말하는 것으로서, 일단에 레이저 빔(31a)이 입력되고 타단으로 출력 작용이 이루어진다. 레이저 빔(31a)은 유연성 채널(33)들에 입사전에 다수의 렌즈(미도시)들을 통과하여 레이저 빔(31a)의 밀도를 균일하게 하여 유연성 채널(33)에 입력되도록 함도 가능하다. 유연성 채널(33)에서 출력된 레이저 빔(31a)은 출력 헤드부(30)에서 최종 조사 작용이 이루어진다.

출력 헤드부(30)는 유연성 채널(33)에서부터 출력된 레이저 빔(31a)을 유기 발광 표시 장치의 기판(11, 13)들을 밀봉하고자 하는 영역에 레이저 빔(31a)을 조사한다. 출력 헤드부(30)에는 집광렌즈(35)가 장착되어 유연성 채널들(33)로부터 출력된 레이저 빔(31a)이 균일하게 집광될 수 있도록 한다. 이를 위해 집광렌즈(35)는 볼록렌즈를 포함할 수 있다. 이러한 출력 헤드부(30)들은 X축 위치조정 보드(20)에 이동 가능하게 장착된다.

출력 헤드부(30)와 X축 위치조정 보드(20) 간의 결합 구성을 이하에서 보다 상세하게 설명한다.

먼저, X축 위치조정 보드(20)에는 구동부(10)가 모터 구동으로 슬라이딩 가능하게 장착된다. 구동부(10)는 진동 없이 X축 위치조정 보드(20) 상에서 이동을 위해 리니어 모터로 장착됨이 바람직하다. 구동부(10)는 출력 헤드부(30)들 간의 거리 조절이 가능하도록 개별적으로 구동될 수 있다. 그리고 구동부(10)에는 브라켓(40, 40a)으로 홀더 어셈블리(50)가 연결된다.

도 3은 도 1의 출력 헤드부가 브라켓의 길이 변경으로 돌출된 상태를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 홀더 어셈블리(50)는 브라켓(40, 40a)에 연결된 제1 홀더(51)와, 제1 홀더(51)에 결합되며 출력 헤드부(30)를 고정하는 제2 홀더(53)를 포함한다. 제1 홀더(51)는 브라켓(40, 40a)에 직접적으로 연결되며 플레이트 형상을 이룬다. 제2 홀더(53)는 제1 홀더(51)에 장착되어 출력 헤드부(30)를 고정한다. 제2 홀더(53)는 관통홀(미도시)을 포함하여 집광렌즈(35)가 관통홀에 삽입됨으로써 출력 헤드부(30)의 고정이 이루어진다.

전술한 구성의 홀더 어셈블리(50)는 브라켓(40, 40a)의 길이 조정을 통해서 구동부(10)에서 돌출된 길이를 각각 다르게 할 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 브라켓(40,40a)들 중에서 짝수번째에 해당하는 브라켓(40a)의 길이가 홀수번째에 해당하는 브라켓(40)의 길이보다 일정 길이 길게 형성한다. 이에 따라, 출력 헤드부(30)들 중에서 짝수번째에 해당하는 출력 헤드부(30)가 홀수번째에 해당하는 출력 헤드부(30) 보다 Y축 방향으로 더욱 돌출하게 된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 출력 헤드부(30)들은 지그재그(zigzag) 형상으로 배치된다. 출력 헤드부(30)가 지그재그 형상으로 배치됨에 따라 출력 헤드부(30)들 간의 간격을 보다 자유롭게 할 수 있다. 즉, 출력 헤드부(30)가 종래 일렬로 배치시에는 인접한 출력 헤드부(30)와의 간섭 발생으로 일정 거리 이상 간격을 유지하기가 불가능하다. 그러나, 본 실시예와 같이, 출력 헤드부(30)를 지그재그(zigzag) 형상으로 배치하면 출력 헤드부(30) 간의 거리 조절이 용이하다. 따라서, 유기 발광 표시 소자의 셀 사이즈의 크기에 대응한 출력 헤드부(30) 간의 거리 조절이 가능하게 됨으로써, 기판들(11, 13)의 밀봉 시간의 단축으로 유기 발광 표시 장치의 제조 시간의 단축이 가능하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 밀봉방법을 도시한 흐름도이고, 도 5는 복수개의 행과 복수개의 열로 배열된 유기 발광 표시 소자에 레이저 빔의 조사를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 이하에서 유기 발광 표시 장치의 밀봉방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, 유기 발광 소자(17)가 형성된 화소 영역과 화소 영역 이외의 비화소 영역을 포함하는 제1 기판(11)을 제공한다.(S10) 화소 영역은 디스플레이 화면이 표시되는 부분을 말하며, 비화소 영역은 화소 영역을 제외한 다른 부분의 모두를 말한다.

다음, 제1 기판(11)의 화소 영역을 포함한 일 영역 상에 합착되는 제2 기판(13)을 제공한다.(S20) 여기서 제1 기판(11)은 하부 기판이고, 제2 기판(13)은 상부 기판이다.

이어서, 제1 기판(11)의 비화소 영역에 대응하는 제2 기판(13)의 주변부를 따라 다수개의 행과 열로 배열된 프릿(frit)(15)을 형성한다.(S30) 프릿(15)은 유기 발광 표시 소자(17)에 외부로부터 이물질이 유입됨을 방지한다.

그리고, 프릿(15)의 외측부의 제2 기판(13)에 실런트를 형성한다.(S40)

다음, 제1 기판(11)과 제2 기판(13)을 합착하고 실런트를 경화한다.(S50)

이어서, 레이저 조사 장치(100)의 복수개의 출력 헤드부(30)들을 단계(S30)의 프릿(15)에 대응하여 지그 재그(zigzag) 방향으로 배열하고, 프릿(15)의 행 방향으로 레이저를 조사한다.(S60)

단계 S60를 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 5에는 기판(11, 13)에 유기 발광 표시 소자(17)들이 복수개의 행과 복수개의 열로 배열된다.

먼저, 레이저 조사 장치(100)의 지그재그 형상으로 배치된 복수개의 출력 헤드부(30)들이 도 5의 복수개의 행과 열로 배열된 유기 발광 표시 소자(17)에 대응하여 위치된다.

다음, 레이저 조사 장치의 복수개의 출력 헤드부(30)들이 행방향으로 이동하여 유기 발광 표시 소자의 프릿에 레이저 빔을 조사한다. 여기서, 본 실시예의 출력 헤드부(30)들이 지그재그 방향으로 배치됨으로써, 유기 발광 표시 소자의 크기에 대응하여 출력 헤드부(30)들 간의 간격의 조절시에 출력 헤드부(30)들 간의 간섭 발생없이 원활하게 위치 조절이 가능하게 된다.

다음, 단계 S60의 프릿(15)의 행 방향으로 레이저 빔의 조사가 완료되면, 프릿(15)의 종 방향으로 방향 전환을 하여 프릿(15)의 다음 행에 레이저 조사를 한다.(S70) 이에 따라, 유기 발광 표시 소자의 셀(cell) 크기에 따른 영향 없이 일괄적으로 프릿(15)에 레이저 빔(31a)의 조사가 가능하여 유기 발광 표시 장치의 제조 시간의 단축이 가능하게 된다. 전술한 실시예에서, 기판(11, 13)이 고정된 상태에서 출력 헤드부(30)들이 이동하여 프릿(15)에 레이저 빔의 조사도 가능하고, 출력 헤드부(30)들이 고정된 상태에서 기판(11, 13)이 이동하여 프릿(15)에 레이저 빔(31a)의 조사됨도 가능하다. 기판(11, 13)의 이동될 경우에는 기판(11, 13)의 하부에 이동을 위한 스테이지(미도시)가 장착될 수 있다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10...구동부 11...제1 기판
13...제2 기판 15...프릿
17...유기 발광 표시소자 20...X축 위치조정 보드
21...Z축 위치조정 보드 30...출력 헤드부
31...레이저 발진부 31a..레이저 빔
33...유연성 채널 35...집광렌즈
40,40a...브라켓 50...홀더 어셈블리

Claims

복수개의 구동부가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되는 X축 위치조정 보드;
상기 구동부에 결합되어 상기 구동부의 이동과 함께 슬라이딩되며, 레이저빔이 조사되는 복수개의 출력 헤드부; 및
상기 X축 위치조정 보드와 결합되어 상기 X축 위치조정 보드를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 위치조정 보드
를 포함하고,
상기 출력 헤드부들은 상기 X축 위치조정 보드에 Y축 방향으로 돌출된 길이가 교번(alternation)열마다 다르게 배치되는 레이저 조사장치.
제1항에 있어서,
상기 출력 헤드부들은 상기 X축 위치조정 보드에 Y축 방향으로 지그재그(ZIAZAG) 형상으로 배치되는 레이저 조사장치.
제2항에 있어서,
상기 구동부와 상기 출력 헤드부는 브라켓들로 각각 연결되고,
상기 브라켓들은 상기 복수개의 출력 헤드부에 대응하여 Y축 방향으로 돌출된 길이가 교번열 마다 다르게 돌출된 레이저 조사 장치.
제3항에 있어서,
상기 브라켓과 상기 구동부는 홀더 어셈블리로 고정되는 레이저 조사 장치.
제4항에 있어서,
상기 홀더 어셈블리는,
상기 브라켓에 연결된 제1 홀더; 및
상기 제1 홀더에 결합되며 상기 출력 헤드부를 고정하는 제2 홀더를 포함하는 레이저 조사 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 홀더는 Z축 방향으로 연장된 플레이트 형상으로 장착되며, 일측면은 상기 브라켓이 연결되고 타측면은 상기 제2 홀더가 장착되는 레이저 조사 장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 홀더는 상기 제1 홀더에 돌출되며 상기 출력 헤드부의 삽입 고정을 위한 관통홀이 형성되는 레이저 조사 장치.
(a) 유기 전계 발광 소자가 형성된 화소 영역과 상기 화소 영역 이외의 비화소 영역을 포함하는 제1 기판을 제공하는 단계;
(b) 상기 제1 기판의 화소 영역을 포함한 일 영역 상에 합착되는 제2 기판을 제공하는 단계;
(c) 상기 제1 기판의 비화소 영역에 대응하는 상기 제2 기판의 주변부를 따라 다수개의 행과 열로 배열된 프릿을 형성하는 단계;
(d) 상기 프릿의 외측부의 상기 제2 기판에 실런트를 형성하는 단계;
(e) 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 합착하고 상기 실런트를 경화하는 단계;
(f) 레이저 조사 장치의 복수개의 출력 헤드부들을 상기 (c) 단계의 프릿에 대응하여 지그 재그 방향으로 배열하고, 상기 프릿의 행 방향으로 레이저 빔을 조사하는 단계; 및
(g) 상기 단계 (f)의 상기 프릿의 행 방향으로 레이저 조사가 완료되면, 상기 프릿의 종 방향으로 방향 전환을 하여 상기 프릿의 다음 행에 레이저 빔을 조사를 하는 단계
를 포함하는 유기 발광 표시 장치 밀봉 방법.